CN220440211U - 模块化箱变 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化箱变，涉及箱式变电站技术领域，包括高压室、变压器室、低压室、主变压器、支架、高压分体模块和低压单元，变压器室和低压室设置于高压室的同一侧，高压室的顶部高于变压器室的顶部及低压室的顶部，变压器室的顶部和低压室的顶部等高设置，主变压器收容于变压器室内，支架收容于高压室内，高压分体模块通过支架分布于高压室内不同高度的位置，低压单元收容于低压室内。本实用新型通过收容于高压室内的支架为高压分体模块在高压室的高度方向上提供了更多可供选择的安装位置，确保箱变体积紧凑性的同时，提高了箱变内部空间的空间利用率，且能适应多种不同型号的电器元件，减少箱变内电器元件的型号选择限制。

Description

模块化箱变

技术领域

本实用新型涉及箱式变电站技术领域，尤其涉及一种模块化箱变。

背景技术

在全球低碳经济与能源革命的大趋势下，在“碳中和、碳达峰”的大目标下，新能源如风电和光伏等，将从当前的辅助能源逐渐成为主力能源，随着风电光伏发电装机规模不断扩大，其在能源保供中发挥的作用也越来越明显。

相关技术中，常规新能源箱式变电站采用二级能效变压器，高压采用常规三合一组合电器，三合一组合电器包括隔离开关、一体式真空断路器、接地开关。

但是，相关技术中的新能源箱式变电站，因其内部空间规划不合理，空间利用率低，难以控制其内部各种电器元件之间的安全距离，且导致电器元件的型号选择受限。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于：提供一种模块化箱变，旨在解决现有技术中新能源箱式变电站的空间利用率低，难以控制其内部各种电器元件之间的安全距离，且导致电器元件的型号选择受限的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种模块化箱变，包括：

高压室、变压器室和低压室，所述变压器室和所述低压室设置于所述高压室的同一侧，所述高压室的顶部高于所述变压器室的顶部及所述低压室的顶部，所述变压器室的顶部和所述低压室的顶部等高设置；

主变压器，所述主变压器收容于所述变压器室内；

支架，所述支架收容于所述高压室内，所述支架具有从下至上层叠设置的第一框架体和第二框架体；

高压分体模块，所述高压分体模块的一部分设置于所述第一框架体，所述高压分体模块的另一部分设置于所述第二框架体；

低压单元，所述低压单元收容于所述低压室内。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压分体模块包括高压真空断路器、升高座、接地开关和隔离开关，所述升高座的底部设置于所述高压室的底部，所述升高座的顶部设置有所述高压真空断路器，所述升高座间隔设置于所述第一框架体的外侧，所述隔离开关设置于所述第一框架体的底部，所述接地开关设置于所述第二框架体的顶部；其中，所述第一框架体的底部高于所述高压真空断路器的顶部。

可选地，上述模块化箱变中，所述第一框架体上设置有绝缘子和铜排，所述绝缘子间隔设置于所述隔离开关的下方，所述铜排设置于所述绝缘子和所述隔离开关之间。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压分体模块还包括高压电流互感器和第一传感器，所述高压电流互感器和所述第一传感器间隔设置于所述第一框架体的顶部，所述高压电流互感器设置于所述接地开关和所述隔离开关之间，且所述高压电流互感器与所述隔离开关分别设置于所述第一框架体顶部的上下两侧。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压分体模块还包括高压电压互感器和第二传感器，所述高压电压互感器的底部通过底座设置于所述高压室的底部，所述高压电压互感器远离所述高压真空断路器并间隔设置于所述第一框架体的外侧，所述第二传感器对应所述高压电压互感器的位置设置于所述第一框架体的顶部；其中，所述第二传感器与所述隔离开关在横向间隔开，所述高压电流互感器和所述第一传感器设置于所述第二传感器和所述隔离开关之间，所述隔离开关和所述第二传感器设置于所述第一框架体顶部的下侧，所述高压电流互感器和所述第一传感器设置于所述第一框架体顶部的上侧。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压分体模块还包括高压避雷器，所述高压避雷器的顶部设置于所述第一框架体的顶部下侧，所述高压避雷器设置于所述隔离开关和所述第二传感器之间，所述高压避雷器的底端自所述第一框架体朝靠近所述隔离开关的方向倾斜设置。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压室对应所述高压电压互感器的位置形成有第一开口，所述第一开口处设置有用于打开或者关闭所述第一开口的第一室门。

可选地，上述模块化箱变中，所述第一室门设置有第一观察窗。

可选地，上述模块化箱变中，所述高压室对应所述隔离开关的位置形成有第二开口，所述第二开口处设置有用于打开或者关闭所述第二开口的第二室门。

可选地，上述模块化箱变中，所述第二室门上对应所述隔离开关的位置设置有第二观察窗。

本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

本实用新型提出的一种模块化箱变，通过将高压室的顶部高出于变压器室的顶部以及低压室的顶部，使高压室在其高度方向具有了更大的容纳空间，收容于高压室内的支架为高压分体模块在高压室的高度方向上提供了更多可供选择的安装位置，使高压分体模块能通过所述第一框架体和所述第二框架体分布于所述高压室内不同高度的位置，使箱变的内部空间规划更加合理，在节约箱变内部空间的同时，确保了箱变结构的紧凑性，提高了箱变内部空间的空间利用率，为箱变内部的各种电器元件之间提供了足够的安全距离，且能适应多种不同型号的电器元件，减少箱变内电器元件的型号选择限制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型模块化箱变的平面布置结构示意图；

图2为本实用新型模块化箱变的内部结构正视示意图；

图3为本实用新型涉及的第一室门和第二室门的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型实施例中，所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。

在本实用新型中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“组件”、“件”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是，是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面结合一些具体实施方式进一步阐述本实用新型的实用新型构思。

本实用新型提出一种模块化箱变。

参照图1和图2，图1为本实用新型模块化箱变的平面布置结构示意图，图2为本实用新型模块化箱变的内部结构正视示意图。

在本实用新型一实施例中，如图1和图2所示，一种模块化箱变包括高压室100、变压器室200、低压室300、主变压器、支架400、高压分体模块500和低压单元600，变压器室200和低压室300设置于高压室100的同一侧，高压室100的顶部高于变压器室200的顶部及低压室300的顶部，变压器室200的顶部和低压室300的顶部等高设置，主变压器收容于变压器室200内，支架400收容于高压室100内，支架400具有从下至上层叠设置的第一框架体410和第二框架体420，高压分体模块500的一部分设置于第一框架体410，高压分体模块500的另一部分设置于第二框架体420，低压单元600收容于低压室300内。

需要说明的是，本模块化箱变可应用于新能源35KV箱式变电站；高压室100、变压器室200和低压室300在如图2的视角上呈L形分布；主变压器布置在箱变的一侧，且主变压器的高压面板和低压面板呈L型布置于主变压器的相邻两侧，高压面板与高压室100相连，低压面板与低压室300相连，且主变压器采用现有技术中的一级能效变压器。

应当理解的是，高压室100内的空间在其高度方向上分为由下至上一次连通的底层空间、中层空间和顶层空间，高压分体模块500的各部分电器元件分别设置于底层空间、中层空间和顶层空间，即高压分体模块500分布在高压室100内不同高度的位置，高压分体模块500包括现有技术中的高压电流互感器550、高压避雷器590、高压真空断路器510、隔离开关540、接地开关530、高压电压互感器570和传感器；低压单元600包括现有技术中的低压柜、低压框架断路器、浪涌、UPS电源和辅助变压器，辅助变压器用于满足箱变内二次元件供电需求，在箱变停电状态下，UPS电源给箱变元器件供电。

值得注意的是，按照GB 20052-2020新能效1级的标准，变压器室200采用现有技术中的一级能效的主变压器，其节能性更高，相比普通油浸式变压器相比，如S22型一级能效变压器较S20型二级能效变压器空载损耗降低10％，负载损耗降低10％，总损耗降低10％左右。

本实用新型技术方案通过将高压室100的顶部高出于变压器室200的顶部以及低压室300的顶部，使高压室100在其高度方向具有了更大的容纳空间，收容于高压室100内的支架400为高压分体模块500在高压室100的高度方向上提供了更多可供选择的安装位置，使高压分体模块500能通过第一框架体410和第二框架体420分布于高压室100内不同高度的位置，使箱变的内部空间规划更加合理，在节约箱变内部空间的同时，确保了箱变结构的紧凑性，提高了箱变内部空间的空间利用率，为箱变内部的各种电器元件之间提供了足够的安全距离，且能适应多种不同型号的电器元件，减少箱变内电器元件的型号选择限制。

继续参照图2。

进一步地，如图2所示，高压分体模块500包括高压真空断路器510、升高座520、接地开关530和隔离开关540，升高座520的底部设置于高压室100的底部，升高座520的顶部设置有高压真空断路器510，升高座520间隔设置于第一框架体410的外侧，隔离开关540设置于第一框架体410的底部，接地开关530设置于第二框架体420的顶部；其中，第一框架体410的底部高于高压真空断路器510的顶部。

需要说明的是，第一框架体410架设于高压室100内的中层空间，第二框架体420连接于第一框架体410的顶部且设置于高压室100内的顶层空间，为高压分体模块500中的各部分电器元件提供不同高度的安装位置，以使高压室100的内部空间被合理利用，使箱变的结构更加紧凑，提高箱变内部空间的利用率。

应当理解的是，高压真空断路器510、接地开关530和隔离开关540的彼此之间通过TMY即硬态铜母线连接，以使高压真空断路器510、接地开关530和隔离开关540之间的相对设置位置可以在高压室100内的沿竖直方向或者水平方向进行调整，能适应不同型号的高压真空断路器510、接地开关530和隔离开关540的尺寸，为电器元件提供更多的选择条件，且为电器元件之间的绝缘距离提供调整的空间。

值得注意的是，如图2所示，以图2的视角为例，高压真空断路器510设置于高压室100的底层空间，接地开关530通过第二框架体420设置于高压室100的顶层空间，隔离开关540通过第一框架体410设置于高压室100的中层空间，高压真空断路器510向上通过硬态铜母线与接地开关530相连，高压真空断路器510向右通过硬态铜母线与隔离开关540相连，隔离开关540倒装于第一框架体410的下侧。

进一步地，第一框架体410上设置有绝缘子700和铜排，绝缘子700间隔设置于隔离开关540的下方，铜排设置于绝缘子700和隔离开关540之间。

需要说明的是，隔离开关540的下口与绝缘子700中间设置挂接电缆用的铜排，以便出线供高压电缆挂接使用。

继续参照图2。

进一步地，如图2所示，高压分体模块500还包括高压电流互感器550和第一传感器560，高压电流互感器550和第一传感器560间隔设置于第一框架体410的顶部，高压电流互感器550设置于接地开关530和隔离开关540之间，且高压电流互感器550与隔离开关540分别设置于第一框架体410顶部的上下两侧。

需要说明的是，接地开关530通过硬态铜母线与高压电流互感器550的P2侧相连，高压电流互感器550的P1侧通过硬态铜母线与第一传感器560相连，高压电流互感器550与第一传感器560均固定于第一框架体410的顶部上方，即高压电流互感传感器和第一传感器560均通过第一框架体410设置于高压室100的中层空间。

继续参照图2。

进一步地，如图2所示，高压分体模块500还包括高压电压互感器570和第二传感器580，高压电压互感器570的底部通过底座设置于高压室100的底部，高压电压互感器570远离高压真空断路器510并间隔设置于第一框架体410的外侧，第二传感器580对应高压电压互感器570的位置设置于第一框架体410的顶部；其中，第二传感器580与隔离开关540在横向间隔开，高压电流互感器550和第一传感器560设置于第二传感器580和隔离开关540之间，隔离开关540和第二传感器580设置于第一框架体410顶部的下侧，高压电流互感器550和第一传感器560设置于第一框架体410顶部的上侧。

需要说明的是，高压电压互感器570、第二传感器580、第一传感器560和高压电流互感传感器均通过第一框架体410设置于高压室100内的中层空间，高压电压互感器570和第二传感器580同侧设置，高压电流互感器550和第一传感器560同侧设置，以便于线路的排布和控制安全距离。

应当理解的是，高压电流互感器550的P1端经第一传感器560和第二传感器580与高压熔断器相连，高压熔断器的另一侧经铜排与高压电压互感器570相连，高压电压互感器570经电缆与主变压器的高压套管相连接。

继续参照图2。

进一步地，如图2所示，高压分体模块500还包括高压避雷器590，高压避雷器590的顶部设置于第一框架体410的顶部下侧，高压避雷器590设置于隔离开关540和第二传感器580之间，高压避雷器590的底端自第一框架体410朝靠近隔离开关540的方向倾斜设置。

需要说明的是，在图2的视角中高压避雷器590设置于隔离开关540的右侧，且倒装与第一架体的顶部下侧，使高压避雷器590位于高压室100的中层空间，且高压避雷器590自带用于接于挂接铜排上的电缆。

应当理解的是，上述各实施方式中的高压电流互感器550、高压避雷器590、高压真空断路器510、隔离开关540、接地开关530、高压电压互感器570、第一传感器560和第二传感器580的彼此之间通过硬态铜母线连接，能适应不同型号的高压电流互感器550、高压避雷器590、高压真空断路器510、隔离开关540、接地开关530、高压电压互感器570、第一传感器560和第二传感器580的尺寸，为电器元件提供更多的选择条件，且为电器元件之间的绝缘距离提供调整的空间。

值得注意的是，高压室100左侧设置端子箱及断路器操作盘，用于实现高压室100二次信号的通断及上传，主变压器的低压侧套管经软连接与低压框架断路器的上口连接，下口用硬态铜母线经穿心式低压电流互感器至汇流排，用于进线电缆的挂接，低压侧设置UPS电池、低压电压互感器，为箱变提供400V电压。

作为上述各实施例中的一种示例性的实施方式，高压分体模块500具有多个不同的模块单元，各模块单元可单独替换或检修；高压真空断路器510为真空断路器，真空断路器使真空灭弧室和其他导件与外界环境完全隔离，避免外力和外界环境对灭弧室和其他导电件的影响,增强了外绝缘强度，而且浇铸式极柱大大减少了手工装配工作量，减少极柱装配过程中可能出现的误差，从而使断路器的安全可靠性得到进一步的提高，相对于一体式断路器相比绝缘距离大，相较于现有技术中的一体式断路器，防止真空泡完全裸露在空气中，在运输及装配过程中避免了真空泡的磕损坡坏；其次，在箱变实际投入运行之后，避免了因一体式真空泡处于暴露空气中的状态，易遭受粉尘、湿气等损害而造成的安全事故。

继续参照图1和图2，并参照图3，图3为本实用新型涉及的第一室门和第二室门的结构示意图。

进一步地，如图1至图3所示，高压室100对应高压电压互感器570的位置形成有第一开口，第一开口处设置有用于打开或者关闭第一开口的第一室门110。

需要说明的是，高压电压互感器570的前侧设置有第一室门110，第一室门110为对应熔断器的位置所设置的室门，第一室门110上设置有电磁锁，电磁锁通过高压绝缘子700即第二传感器580的信号对第一室门110的锁闭或解锁状态进行控制，实现五防设计，提高箱变的安全性。

进一步地，第一室门110设置有第一观察窗111。

需要说明的是，第一观察窗111用于观察熔断器的状态，更利于监控箱变内的设备运转情况，以提高箱变的安全性能。

继续参照图1至图3。

进一步地，如图1至图3所示，高压室100对应隔离开关540的位置形成有第二开口，第二开口处设置有用于打开或者关闭第二开口的第二室门120。

需要说明的是，隔离开关540的前侧设置有用于打开或关闭高压室100的第二室门120，第二室门120上设置有电磁锁，电磁锁通过高压绝缘子700即第一传感器560的信号对第二室门120的锁闭或解锁状态进行控制，实现五防设计，提高箱变的安全性。

进一步地，第二室门120上对应隔离开关540的位置设置有第二观察窗121，第二观察窗121用于观察隔离开关540开断以及放电计数器的显示，更利于观察隔离开关540的开断情况。

最后还需要说明的是，上述本实用新型实施例序号仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上实施例仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种模块化箱变，其特征在于，包括：

高压室、变压器室和低压室，所述变压器室和所述低压室设置于所述高压室的同一侧，所述高压室的顶部高于所述变压器室的顶部及所述低压室的顶部，所述变压器室的顶部和所述低压室的顶部等高设置；

主变压器，所述主变压器收容于所述变压器室内；

支架，所述支架收容于所述高压室内，所述支架具有从下至上层叠设置的第一框架体和第二框架体；

高压分体模块，所述高压分体模块的一部分设置于所述第一框架体，所述高压分体模块的另一部分设置于所述第二框架体；

低压单元，所述低压单元收容于所述低压室内。

2.如权利要求1所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压分体模块包括高压真空断路器、升高座、接地开关和隔离开关，所述升高座的底部设置于所述高压室的底部，所述升高座的顶部设置有所述高压真空断路器，所述升高座间隔设置于所述第一框架体的外侧，所述隔离开关设置于所述第一框架体的底部，所述接地开关设置于所述第二框架体的顶部；其中，所述第一框架体的底部高于所述高压真空断路器的顶部。

3.如权利要求2所述的模块化箱变，其特征在于，所述第一框架体上设置有绝缘子和铜排，所述绝缘子间隔设置于所述隔离开关的下方，所述铜排设置于所述绝缘子和所述隔离开关之间。

4.如权利要求2所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压分体模块还包括高压电流互感器和第一传感器，所述高压电流互感器和所述第一传感器间隔设置于所述第一框架体的顶部，所述高压电流互感器设置于所述接地开关和所述隔离开关之间，且所述高压电流互感器与所述隔离开关分别设置于所述第一框架体顶部的上下两侧。

5.如权利要求4所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压分体模块还包括高压电压互感器和第二传感器，所述高压电压互感器的底部通过底座设置于所述高压室的底部，所述高压电压互感器远离所述高压真空断路器并间隔设置于所述第一框架体的外侧，所述第二传感器对应所述高压电压互感器的位置设置于所述第一框架体的顶部；其中，所述第二传感器与所述隔离开关在横向间隔开，所述高压电流互感器和所述第一传感器设置于所述第二传感器和所述隔离开关之间，所述隔离开关和所述第二传感器设置于所述第一框架体顶部的下侧，所述高压电流互感器和所述第一传感器设置于所述第一框架体顶部的上侧。

6.如权利要求5所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压分体模块还包括高压避雷器，所述高压避雷器的顶部设置于所述第一框架体的顶部下侧，所述高压避雷器设置于所述隔离开关和所述第二传感器之间，所述高压避雷器的底端自所述第一框架体朝靠近所述隔离开关的方向倾斜设置。

7.如权利要求5所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压室对应所述高压电压互感器的位置形成有第一开口，所述第一开口处设置有用于打开或者关闭所述第一开口的第一室门。

8.如权利要求7所述的模块化箱变，其特征在于，所述第一室门设置有第一观察窗。

9.如权利要求2至8任一项所述的模块化箱变，其特征在于，所述高压室对应所述隔离开关的位置形成有第二开口，所述第二开口处设置有用于打开或者关闭所述第二开口的第二室门。

10.如权利要求9所述的模块化箱变，其特征在于，所述第二室门上对应所述隔离开关的位置设置有第二观察窗。